[发明专利]改进的扭矩发生器及使用方法

权利要求书

1.一种能与联接至钻柱以钻出地下钻孔部段的扭矩发生器联用的设备，所述扭矩发生器具有独立于内泵和所述钻柱旋转的壳体，所述转子形成延伸通过其中的转子孔以使旁路流体流通过，所述设备包括：

外管状壳体，其旋转联接至所述扭矩发生器壳体，所述外管状壳体形成内壳体孔，

延伸导管，其延伸通过所述内壳体孔并在其间形成第一环空，在此是在其上端，

一个或多个活塞组件，其定位在所述内孔中并且每个对应活塞组件具有：

固定附接至所述外管状壳体的活塞壳体，

活塞，其同心容纳在所述活塞壳体内、延伸通过所述活塞壳体并在其间形成活塞环空，所述活塞环空与所述第一环空流体连通以容纳扭矩发生器流体流，所述活塞相对于所述外管状壳体和所述延伸导管在所述活塞壳体内可轴向滑动移动，

弹簧组件，其具有：

弹簧套，其定位在所述环空中并相对于所述外管状壳体和所述延伸导管可轴向移动，

绕所述弹簧套布置的至少一个弹簧，所述至少一个弹簧抵接所述活塞的一端，和

肩部，其限制所述弹簧套的所述轴向移动。

2.根据权利要求1的设备，其中所述延伸导管的至少一部分延伸经过位于所述壳体的所述内孔内的轴承壳体，所述轴承壳体包含多个轴承以允许所述外管状壳体独立于所述延伸导管旋转。

3.根据权利要求1的设备，其中所述活塞环空的至少一部分具有比剩余活塞环空小的横截面积，所述较小的横截面积形成至少一个第一流体限制部。

4.根据权利要求1的设备，其中所述活塞环空的横截面积取决于所述活塞壳体内的所述活塞的轴向位置而变化。

5.根据权利要求1的设备，其中所述弹簧组件包括至少两个弹簧。

6.根据权利要求5的设备，其中所述至少两个弹簧通过分隔物被密封分开。

7.根据权利要求1的设备，其中所述设备能进一步包括位于所述内壳体孔中的流体流分配器，所述流体流分配器形成多个开孔以限制流过所述环空的所述旁路流体流。

8.根据权利要求7的设备，其中所述流体流分配器能定位在所述一个或多个活塞组件的上方。

9.根据权利要求1的设备，其中所述设备在其井下端可操作联接至弯接头和钻井马达。

10.一种使用可操作联接至钻柱以钻出地下钻孔部段的扭矩发生器来控制工具面的方法，所述扭矩发生器具有独立于内泵和所述钻柱旋转的壳体并具有容纳在所述壳体内的管状延伸导管并在其间形成环空，所述方法包括：

将流体泵入所述扭矩发生器，所述流体的第一部分作为旁路流体流经过所述扭矩发生器，

提供至少一个流体流分配器以将所述流体的第二部分作为扭矩发生器流体流引导入所述环空中，

提供在所述环空中的至少一个流体流限制部以增大在所述限制部上方的扭矩发生器流体流的流体压力，产生所述扭矩发生器流体流的流体压降。

11.根据权利要求10所述的方法，其中位于所述环空中的所述至少一个流体流限制部包括形成限制流体流路径的至少一个活塞组件。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个活塞组件形成至少两个流体流限制部。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少活塞组件产生所述扭矩发生器流体流的级联压降，以动态降低响应于所述钻柱速度(rpm)改变的工具面灵敏度。